熊莎

（益陽遠程公路建設(shè)有限公司，湖南 益陽 413000）

0 引言

鄉(xiāng)村公路建設(shè)受到地質(zhì)、地形等條件制約，采用全斷面挖方或填方路基會造成工程投資大、占用土地多，對生態(tài)環(huán)境的破壞性大等負面影響。因此，鄉(xiāng)村公路建設(shè)多采取半開挖半填方路基結(jié)構(gòu)形式（見圖1、圖2）。半開挖半填方路基與其他種類路基結(jié)構(gòu)形式相比，具有土方開挖工程量較小，開挖土方可以就地用于路基填方，避免填方的長距離調(diào)運等優(yōu)點。由于鄉(xiāng)村公路半開挖半填方路基沉降不均勻，對上面層水泥混凝土路面的整體結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生負面影響，在雨水侵害與車輛載荷共同作用下，久而久之，許多鄉(xiāng)村公路水泥混凝土路面出現(xiàn)病害，常見病害包括裂縫、斷板、唧泥、錯臺等。為恢復路面的使用性能，一定要根據(jù)具體病害，采取可行的控制措施[1-4]。

圖1 鄉(xiāng)村公路結(jié)構(gòu)形式示意圖

圖2 鄉(xiāng)村公路半開挖半填方路基結(jié)構(gòu)示意圖

1 水泥混凝土路面的典型病害種類

某鄉(xiāng)村水泥混凝土公路全長4km，起訖樁號為K0+000—K4+000，其中路基工程采用半開挖半填方方式，墊層采用10cm級配碎石；水泥混凝土路面寬度為4m，相距300m 設(shè)寬6m、長10m 會車道，路面面層厚度為2cm。公路通車3 年后，路面層漸漸產(chǎn)生縱向裂縫病害，填方側(cè)更為嚴重，公路兩側(cè)未修建排水系統(tǒng)，下雨積水[5-6]。

經(jīng)實地考察，該公路路面病害縱向裂縫寬度平均1cm，最寬處縱向裂縫寬達2cm，面板最大錯臺高達3cm。

2 病害成因分析

該路面出現(xiàn)嚴重的縱向開裂病害，是由于水泥混凝土路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部自然環(huán)境因素共同作用影響的結(jié)果。外部環(huán)境主要是受雨水和車輛荷載的影響。該鄉(xiāng)村公路的水泥混凝土材料具備足夠的強度和厚度，但路基土體內(nèi)部存在不穩(wěn)定的影響因素。在進行調(diào)研時，發(fā)現(xiàn)該路段設(shè)置了限高架和限重標志，因此可以排除超重和超限車輛荷載為主要影響因素。經(jīng)研究認為，導致該鄉(xiāng)村公路路面出現(xiàn)縱向開裂病害的主要原因是混凝土路面結(jié)構(gòu)下部路基土體的穩(wěn)定性不足導致路基承載力下降，同時受到外部自然環(huán)境雨水侵蝕疊加影響[7]。

根據(jù)實地調(diào)查表明，該路面出現(xiàn)縱向開裂病害和外界雨水侵蝕作用有著直接聯(lián)系。公路近山體的側(cè)面沒有設(shè)置硬化排水系統(tǒng)，由于排水不暢形成積水，積水從混凝土路面邊部滲入路基土體結(jié)構(gòu)中，加重路基的自重，降低路面承載能力，造成路基失穩(wěn)與不均勻沉降，再加上混凝土路面另一側(cè)面屬填方路基，水害侵蝕對填方路基的穩(wěn)定性影響更大、沉降更快。由于路基承載力與穩(wěn)定性不足從而使路面板出現(xiàn)縱向開裂病害。在上部車輛荷載作用工況下，路面板縱向開裂的進一步發(fā)展最終導致錯臺病害的形成[8]。

3 病害處治措施

為了解決該鄉(xiāng)村公路路面縱向開裂病害，需要從混凝土路面板和路基兩個方面對病害進行技術(shù)處治。對于路面板的不同問題，采取不同的處理方法。對于嚴重破損的路面板，直接進行換板。對于路面板縱向開裂與路面板沉陷而整體性較好位置的病害，用瀝青砂AC-5 加鋪或聚合物改性水泥混凝土填充技術(shù)進行處治。該工程路基處治設(shè)計為注漿技術(shù)處治和換填技術(shù)處治，但在注漿技術(shù)處治時，如果土基過于松散，可能導致跑冒現(xiàn)象。結(jié)合該公路實際情況經(jīng)過分析，如果路基過于松散或受損程度嚴重，應(yīng)對路基進行更換填充處治。為防止水害侵蝕的長期影響，在路面近山側(cè)設(shè)置排水系統(tǒng)，用以減少雨水對路基的侵蝕，恢復原路基的承載能力[9-12]。

3.1 路基處治措施

3.1.1 路基換填

采用換填技術(shù)方式對路基進行處治，以應(yīng)對路基穩(wěn)定性損壞嚴重的路段。使用換填片石進行路基填充，填充深度應(yīng)在40～50cm 之間，填充后應(yīng)進行充分的碾壓以確保沒有明顯的沉降，然后再鋪設(shè)10cm級配碎石調(diào)平層。此次填充片石的最大厚度≤30cm，且片石大面朝下、平整緊密，使用小石塊或碎石填充大片石中間的縫隙。使用壓路機對片石進行碾壓，將其壓入路基軟土中，對于不達標高處加填碎石，直到路基平整不再有下沉方可停止碾壓。

3.1.2 路基注漿

采用壓力注漿技術(shù)對路基進行處理，以解決因路基強度不足而導致的路面開裂和錯臺問題。路面處理的范圍與注漿處理的深度必須相應(yīng)，注漿處理深度應(yīng)≥80cm。注漿孔平面布置方案，孔徑為75mm，最佳的排距為2m，而孔之間的距離應(yīng)為2.5m。采用干法成孔方式，注漿孔則必須是豎直鉆孔（注漿施工流程見圖3）。注漿頂面與路面面層保持平齊形成一個完整的結(jié)構(gòu)復合體，在對路基進行處理的同時提高路面結(jié)構(gòu)的整體承載能力，如圖4所示。

圖3 路基注漿施工流程圖

圖4 注漿孔和面層板結(jié)構(gòu)復合體的圖示（單位：cm）

3.2 路面病害處治

3.2.1 換板處治

當混凝土板出現(xiàn)嚴重的裂縫并分裂成三個或更多塊時，需要進行換板處理。當水泥混凝土板塊破碎、下沉嚴重，且出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象，或者連續(xù)多塊板塊被壓碎，必須先進行路基的修復再進行換板。

在更換水泥混凝土板的過程中，先將舊水泥混凝土板全部清除，然后采用注漿或者換填技術(shù)進行路基病害處治，直到路基滿足規(guī)范要求，才可以進行新混凝土板的澆筑施工。施工時，一般采用商品混凝土現(xiàn)澆的方式，所有新鋪設(shè)的混凝土板必須達到指定強度，方可開通車輛通行。

3.2.2 錯臺處治

高差大于10mm 會導致嚴重的錯臺問題，可以采用瀝青砂或聚合物改性水泥混凝土進行處理。在用瀝青砂充填之前，需要在下沉板面上密集刻槽，槽的形狀為矩形，深度為3～4mm，寬度為3～5mm，槽之間的距離為12～25mm。并對混凝土路面上的雜物和灰塵進行清掃，使用熱瀝青或乳化瀝青在混凝土路面上噴涂一層，對整個錯臺下沉板面進行修復，使修復后路面高度與原來的路面高度相同，恢復路面的平整度。使用聚合物改性水泥混凝土進行修復時，需要對錯臺下沉板進行深度為2～3cm 的刻槽，或者在其上刻槽，深度為3～4mm，寬度為3～5mm，槽之間的距離為12～25mm。并對混凝土路面上的雜物和灰塵進行清掃后再進行修復作業(yè)。對于進行注漿處治的面板，可預(yù)留路面板的2/3 深度不進行注漿作業(yè)，在聚合物改性水泥混凝土修復面板的同時，進行面板填充注漿孔，以提高其整體性，修復后路面高度與原路面高度相同。

3.2.3 裂縫處治

對于路面縱向裂縫寬度均超過3mm、平均寬度約為1cm，同時還伴隨有錯臺病害的混凝土面板，采用縱向裂縫與錯臺同步修補的處治措施。先對裂縫進行灌縫處理，再對錯臺進行修補。將裂縫沿著混凝土路面擴寬成3～4cm 的溝槽，溝槽深度應(yīng)與路面板厚度相同，然后使用瀝青砂或聚合物改性水泥混凝土來填充擴縫。

裂縫修復后在1～2 年內(nèi)會出現(xiàn)老化和重新開裂，后期應(yīng)對裂縫重新進行填縫。運營期如果出現(xiàn)特殊情況導致灌縫材料破裂等損壞，必須迅速進行維修。

3.3 設(shè)置排水系統(tǒng)

在混凝土路面結(jié)構(gòu)兩側(cè)的加設(shè)排水系統(tǒng)，特別是在靠近山體一側(cè)設(shè)置排水溝，以避免雨水積聚。對靠近填方側(cè)的土路肩使用強夯技術(shù)進行夯實，并降低土路肩坡度，以便在下雨時快速排水。在水量較大處設(shè)置排水圓管涵、鋼管等措施，以減少雨水對路基結(jié)構(gòu)的侵害，從而確保路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐用。

4 結(jié)語

通過對鄉(xiāng)村公路半開挖半填方路基水泥混凝土路面病害處治典型案例進行全面研究分析，總結(jié)得出一整套比較完整的針對此類病害處治的施工技術(shù)方案、施工工藝，其對于路面開裂、形成“錯臺”“碎板”采用更換填料、注漿加固路基、更換混凝土面板、恢復路面面層等技術(shù)措施行之有效，配套加強路面兩側(cè)排水設(shè)施的做法，根除病害成因，使該路段杜絕同類病害重復發(fā)生。